Magnetismus

Magnetismus, ma g n e t i č n o s t, nazýváme příčinu vlastností magnetických, to jest těch úkazů, které pozorujeme hlavně na přirozený́ch a umělý́ch magnetech. Přitahování železných pilin jest u magnetu nejúčinější na dvou koncích, uprostřed magnetu jeví se netečný́ pás (indifferentní zona). Rozlomíme-li magnet na dvě části, jsou tyto části pro sebe zase magnety - dle toho může se rozeznávati magnetismus volný a vázaný́, podobně jako je tomu v elektřině. Složité působení magnetu zjednodušujeme si představou magnetických pólů, dvou to bodů umístěný́ch poblíž konců magnetu, v nichž si magnetické vlastnosti myslíme soustředěny. Poněvadž magnet zavěšený nebo podepřenyý tak, aby se mohl volně otáčeti kol svislé osy, staví se do směru severojižního, jmenujeme pól k severu směřjící severním, pól druhý jižním. O magnetismu pólů severního a jižního téhož magnetu lze se přesvědčiti, že účinek jeho vnější je stejně veliký́, ale opačného směru; jest tedy možno magnetismus představiti si jako veličinu u opačnyých pólů téhož magnetu rovnou, ale jiného znamení. Vnější účinek jeví se přitahováním nebo odpuzováním, proto se také pól severní nazývá kladným (positivním) a pól jižní záporným (negativním). Přitahují se pak póly opačné, souhlasné se odpuzují. Dle této zkušenosti nutno si představiti na severním magnetickém pólu naší země, k níž se stáčí severní (positivní) pól magnetu, magnetismus jižní (negativní). (1)

Magnetická indukce

Působení magnetu není omezeno pouze na jeho povrch, nyýbrž prostírá se kol do kola a může bý́ti do určité vzdálenosti sledováno. Prostor tento sluje magnetické pole. Vloží-li se kus železa (oceli, niklu, kobaltu a pod.) do magnetického pole, stane se sám magnetem; konec bližší k sev. pólu magnetu, jímž dané pole vzniklo, stane se pólem jižním a naopak. Úkaz tento sluje magnetickoukou indukcí. (1)

Magnetická hysterese

(hysteresis) jest zjev, který nastává při přemagnetování železa čili při magnetisaci železa již magnetovaného, ve smysle opačném. Nanášejme intensitu pole magnetisujícího (viz Magnetismus) na osu horizontální (J) magnetickou indukcí (B, v. t.) na osu vertikální. Bylo-li železo úplně měkké, stoupá magnetická indukce dle tečkované čáry O CN. Zmenšuje-li se pak. I, neklesá B dle téže čáry, ale dle nové křivky NDEFG, tak že při intensitě magnetisujícího pole nullové zbý́vá magnetická indukce OE, takzvaná magnetisace remanentní. Aby remanentní magnetisace zmizela, nutno přejíti v magnetisaci k intensitám záporným, k hodnotě OF, kterou se remanentní magnetisace odstraní. Proto OF měří sílu koercitivní. Teprve další magnetisací negativní stoupá magnetická indukce v hodnotách záporných. Při opětované magnetisaci smyslu opačného (k hodnotám kladným) děje se prúběh magnetisace dle nové křivky GHKN. Obě křivky uzavírají plochu NEF G HKN, která značí práci potřebnou k přemagnetování železa positivně magnetického na železo negativně magnetické. Práce tato sluje magnetisační a přechází v teplo, jímž se železo zahřívá. (1)

Formy magnetismu

Feromagnetické látky mohou vykazovat spontánní magnetizaci a jsou jednou z nejsilnějších forem magnetismu. Jsou odpovědné za většinu magnetických reakcí kolem nás a jsou základem pro všechny permanentní magnety. Mezi feromagnetické látky patří např. železo, nikl, kobalt nebo některé slitiny. (2)

Paramagnetické látky jsou přitahované magnetickým polem, proto mají relativní magnetickou permeabilitu větší než jedna (nebo kladnou magnetickou susceptibilitu). Ale na rozdíl od feromagnetických látek, které jsou také přitahované magnetickým polem, paramagnetické látky nedokážou udržet magnetismus bez přítomnosti vnějšího pole. (2)

Diamagnetické látky jsou složeny z atomů, jejichž výsledný magnetický moment je nulový. Pokud se diamagnetická látka ocitne ve vnějším magnetickém poli, změní se poněkud uspořádání elektronových obalů atomů látky, čímž vzniknou magnetické dipóly, jejichž magnetické pole působí proti vnějšímu magnetickému poli. V látce tak dochází k mírnému zeslabení vnějšího magnetického pole. (2)

Formy magnetického pole v závislosti na čase

Nestacionární magnetické pole je magnetické pole, jehož charakteristické veličiny (např. magnetická indukce či magnetický indukční tok) se mění s časem. V praxi se používá například u převážné většiny elektrických strojů používajících střídavý proud. (2)

Stacionární magnetické pole je takové magnetické pole, jehož magnetická indukce a tok se s časem nemění. Vyskytuje se v okolí nepohybujících se permanentních magnetů a vodičů s konstantním proudem. (2)

Princip magnetického záznamu

Princip spojitého magnetického záznamu je založen na střídavém magnetování záznamového materiálu (magnetofonového pásu) elektromagnetickým polem magnetofonové hlavy (elektromagnetu). Záznamové medium magnetofonového pásu se skládá ze dvou základních částí. Z mechanicky namáhané podložky a magneticky aktivní vrstvy nanesené na podložce. (3)

Magnetické vlastnosti aktivní vrstvy určuje použitý materiál. Dlouho byl používán pro citlivou vrstvu oxid železitý Fe₂O₃ , ten však trpěl specifickými vlastnostmi značně zasahujícími do záznamové kvality. Proto byl nahrazen oxidem chromičitým CrO₂ , dále následovala sloučenina FeCr a dále se pracovalo s oxidem železitým obohaceným o kobalt a další jiné kovy. (3)

Podložka musí odolávat mechanickému namáhání, musí být dostatečně ohebná, teplotně a chemicky stabilní. Původní materiály (papír, PVC, a další) byl nahrazen polyesterem (PE), který vykazuje nejlepší vlastnosti. (3)

V běžné praxi se při záznamu posouvá magnetofonový pás přes štěrbinu magnetofonové hlavy. Vinutím cívky prochází elektrický proud s časovým průběhem odpovídajícím průběhu zaznamenávaného akustického signálu. Magnetické siločáry, vybuzené elektrickým polem, se v místě štěrbiny uzavírají přes magnetofonový pás, čímž ho magnetizují. Po opuštění štěrbiny zůstává na magnetofonovém pásku zbytkový (remanentní) magnetismus, jehož rozložení a velikost odpovídá časovému průběhu zvukového signálu. (3)

Magnetofonová hlava se skládá z jádra, které má dobrou magnetickou vodivost (permeabilitu) (např. permalloye - NiFe). Další částí je štěrbina, jež je vyplněna diamagnetickým materiálem (např. beryliovým bronzem nebo tvrdším materiálem - sklem). (3)

Zdroje:
1. Ottův slovník naučný: illustrovaná encyklopaedie obecných vědomostí. Praha: Paseka, 1996-2003, ISBN 80-7203-007-8.
2. WIKIPEDIA
3. BOZDĚCH, Josef. Magnetofony. Praha, 1978.